5m小箱梁后张法预应力张拉计算与应力控制
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预应力张拉方法与计算预应力张拉就是在构件中提前加拉力,使得被施加预应力张拉构件承受拉应力,进而使得其产生一定的形变,来应对结构本身所受到的荷载,包括构件自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等等。
在工程现场的你,不懂预应力怎么炫技?!先张法懂不?先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋,并用夹具将其临时锚固在台座或钢模上,再浇筑构件砼,待其达到一定强度后(约75%)放松并切断预应力筋,预应力筋产生弹性回缩,借助砼与预应力筋间的粘结,对砼产生预压应力。
台座由台面、横梁和承力结构组成。
按构造形式不同,可分为墩式台座、槽形台座和桩式台座等。
台座可成批生产预应力构件。
台座承受全部预应力筋的拉力,故台座应具有足够的强度、刚度和稳定性,以免因台座变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失。
墩式长线台座墩式台座由现浇钢筋砼做成,台座应具有足够的强度、刚度和稳定性,台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。
⑴抗倾覆验算:式中:N——预应力筋的张拉力;e1——张拉力合力作用点至倾覆点的力臂;G——台墩的自重力;L——台墩重心至倾覆点的力臂;Ep——台墩后面的被动土压力合力;e2——被动土压力合力至倾覆点的力臂。
对于与台面共同工作的台墩,倾覆点的位置宜选在砼台面下4~5cm处。
⑵抗滑移验算:式中:K——抗滑移安全系数,不小于1.3;N1——抗滑移的力,对于独立台墩,由侧壁土压力和底部摩阻力产生。
台墩与台面共同工作时,预应力筋的张拉力几乎全部传给了台面,可不进行抗滑移验算。
槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成,既可承受张拉力和倾覆力矩,加盖后又可作为蒸汽养护槽。
适用于张拉吨位较大的吊车梁、屋架、箱梁等大型预应力砼构件。
钢模台座:先张法预应力筋张拉流程:预应力筋的张拉:⑴单根钢丝张拉:台座法多进行单根张拉,由于张拉力较小,一般可采用10~20kN电动螺杆张拉机或电动卷扬机单根张拉,弹簧测力计测力,优质锥销式夹具锚固。
⑵整体钢丝张拉:台模法多进行整体张拉,可采用台座式千斤顶设置在台墩与钢横梁之间进行整体张拉,优质夹片式夹具锚固。
箱梁预应力张拉在施工中存在的问题及控制措施【摘要】随着经济的快速发展,我们的公路建设进入了快速发展阶段,桥梁作为公路建设中投资比例较大的工程,特别是在当前高速公路施工中受到的重视度不断增强,目前桥梁施工技术的不断进步,箱梁由于其具有较好的整体性和美观性在当前桥梁工程中得到广泛应用。
但在箱梁施工中由于设计和施工工序都较为复杂,所以施工中质量控制存在较大的困难。
本文对箱梁预应力张拉施工中的波纹管、后张法预应力结构张拉力和预应力结构张拉前裂缝等施工中存在的问题进行分析,并进一步对箱梁预应力张拉施工的质量控制措施进行了具体的阐述。
【关键词】波纹管;预应力;张拉;质量控制;措施1、箱梁预应力张拉在施工中容易发生的问题1.1波纹管堵塞导致波纹管发生堵塞的原因较多,在施工过程中没有严格按照相关规范来进行施工、波纹管定位不精确导致变折扭曲、套管松动等现象,混凝土浇筑过程中振捣时存在失误操作,导致波纹管受到破坏,使水泥砂浆直接渗漏到波纹管中,另外由于波纹管自身的质量缺陷也会导致发生漏浆使波纹管发生堵塞的情况。
一旦有堵管的情况发生,就会在后期预应力施工时,钢绞线穿束无法通过,或是钢绞线实际伸长值与设计值之间存在较大的差距,使工期受到影响,导致人力和物力的浪费。
1.2后张法预应力结构张拉力控制的问题施加预应力张拉时应力大小控制不准,实测延伸量与理论计算延伸量超出规范要求的±6%。
其主要原因:①油表读数不够精确。
目前,一般油表读数至多精确至1Mpa,1Mpa以下读数均只能估读,而且持荷时油表指针往往来回摆动。
②千斤顶校验方法有缺陷。
千斤顶校验时无论采用主动加压,还是被动加压,往往都是采用主动加压整数时对应的千斤顶读数绘出千斤顶校验曲线,施工中将张拉力对应的油表读数在曲线上找点或内插,这样得到的油表读数与千斤顶实际拉力存在着系统误差。
另外,还可能由于千斤顶油路故障导致油表读数与千斤顶实际张拉力不对应。
③计算理论伸长量时,预应力钢铰线弹模取值不准。
中铁一局物资工贸禹城制梁场阳青龙摘要:高速铁路客运专线桥梁施工中,已普遍采纳后张法预应力简支箱梁,因此成立正确的预应力体系尤其重要,以下对高速铁路客运专线32m后张法预应力简支箱梁,预应力施工技术、张拉理论伸长值计算及施工常见问题解决方案进行探讨。
Abstract: In the high speed passenger transportation special line railroad bridge construction, has widely used tensioning pre-stressed simple support box Liang, therefore the establishment correctpre-stressed system especially is important, the following to high speed passenger transportation special line 32m tensioningpre-stressed simple support box Liang, the pre-stressed construction technology, pulls the theory elongation value computation and the construction frequently asked questions solution carries on the discussion.关键词:后张法,预应力筋,张拉,伸长值,计算Key word: post tensioning method, prestressed tendon, opens pulls, elongated value, computation随着我国经济持续的进展,人们生活水平的提高和人口的增加及城市化进程的加速,“十一五”期间,中国将完成时速在300千米以上的客运专线大约5457千米。
后张法预制箱梁施工中常见问题及解决方法引言后张法预制箱梁是一种非常常用的大型预制构件,其具有强度高、耐久性好等优点,因此在大型桥梁和高速公路的建设中得到了广泛的应用。
然而,在后张法预制箱梁的施工过程中,常常会出现一些问题,例如梁体变形、悬臂段沉降等,这些问题如果不及时解决,将会对梁的质量和使用寿命产生不良的影响。
因此,本文将就后张法预制箱梁施工中常见问题及其解决方法进行分析,以期为相关施工人员提供参考。
后张法预制箱梁施工的特点后张法施工作为目前大型预制箱梁施工中较为常用的一种施工方式,其特点如下:1.后张法施工采用的是悬挑施工方式,施工过程中要进行多次张拉和松弛,它的好处是大幅度减少了基础、支架的建造量,提高了工程进度,减少了对车流的影响,节约了建设成本。
2.后张法施工完成时,需要进行预应力张拉,可使梁内应力大均匀些,使整梁的强度、刚度提高,对桥梁的寿命有好处。
同时,使支座在荷载的作用下沿梁长轴将荷载传递给桥墩, 以达到安全运行所需。
3.后张法施工中,需要安装许多螺栓、钢绳等配件来实现梁的张拉、松弛,同时需要把这些配件精确地定位才能达到预期的效果。
后张法预制箱梁施工中常见问题及其解决方法问题一:梁体变形后张法预制箱梁的施工过程中,如果梁体变形,对梁的质量和使用寿命产生不良影响。
常见的梁体变形主要有以下几种:问题一.1:纵向变形纵向变形主要表现为梁体弯曲、离地和扭曲。
其原因主要是张拉效果不良、应力释放不均匀、悬挑支架偏心等。
解决方法:1.通过增加张拉力来增加梁体的刚度,以消除变形;2.对支架进行调整,使其处于梁体的重心附近,以避免偏心;3.对支架的尺寸和强度进行评估,以确保支架能够承受梁体的重量和荷载。
问题一.2:横向变形横向变形主要表现为梁体的挠度和侧倾。
其原因主要是施工过程中张拉力控制不当、支架超负荷等。
解决方法:1.控制张拉力的大小和分布,使其能够充分均匀地作用于整个梁;2.对支架进行调整,以减少支架的位移,避免超负荷。
后张法预应力钢绞线张拉施工后张法预应力钢绞线张拉施工是指在混凝土结构中,通过在结构内部张拉预应力钢绞线来提高结构承载力的一种施工方法。
本文将介绍后张法预应力钢绞线张拉施工的步骤、注意事项以及在施工过程中的质量控制。
后张法预应力钢绞线张拉施工主要分为以下几个步骤:1、预应力钢绞线的制作和布置。
根据设计要求,将钢绞线切割成一定长度的束或单根,并将其按照设计要求布置在混凝土结构中。
2、锚具的安装。
将锚具安装在混凝土结构的两端,确保锚具与钢绞线紧密连接。
3、张拉设备的选择与安装。
选择合适的千斤顶和压力表,将其安装在混凝土结构的两端,确保其能够承受预应力钢绞线的张拉力。
4、张拉力的计算与调整。
根据设计要求,计算出预应力钢绞线的张拉力,并将其调整到所需值。
5、张拉操作。
在张拉过程中,需要时刻关注压力表的读数,确保钢绞线的张拉力符合设计要求。
同时,还需要对钢绞线的伸长量进行测量,确保其符合设计要求。
6、锚固操作。
在达到设计要求的张拉力后,需要对钢绞线进行锚固,确保其能够保持稳定的预应力。
在后张法预应力钢绞线张拉施工过程中,需要注意以下几点:1、钢绞线的材质和规格必须符合设计要求,同时需要检查其是否受损或存在质量问题。
2、锚具的型号和规格必须与钢绞线相匹配,同时需要检查其是否完好无损。
3、张拉设备的选择需要根据钢绞线的规格和所需张拉力进行选择,同时需要对其进行定期维护和校准。
4、在张拉过程中,需要注意安全问题,如佩戴安全帽、安全带等。
5、在施工过程中,需要做好质量控制,如对钢绞线的切割长度、锚具的安装等进行检查。
后张法预应力钢绞线张拉施工能够显著提高混凝土结构的承载力和抗裂性能,对于保证结构的安全性和稳定性具有重要意义。
在实际施工过程中,需要严格按照设计要求和施工规范进行操作,确保施工质量符合要求。
还需要做好质量管理和安全控制工作,确保施工过程的安全性和稳定性。
预应力钢绞线张拉计算程序预应力钢绞线张拉计算程序:实现精确控制的必备工具在现代化的建筑和工程设计中,预应力钢绞线被广泛用于各种结构中,如桥梁、大跨度建筑、高速公路和电力传输设施等。
后张法预应力张拉施工控制要点摘要:预应力钢绞线施工是桥梁施工质量控制的关键环节之一,在施工中要高度重视。
本文就箱梁预应力钢绞线施工中的各施工环节质量控制进行了论述。
关键词:后张法预应力;张拉施工;质量控制Abstract: Prestressed steel strand construction bridge construction quality control is one of the key links in the construction, should take seriously highly. In this paper, box beam prestress steel strand construction in the construction process quality control is discussed.Key words: prestressed; tension construction; quality control前言在现代的预应力箱梁施工中,预应力钢绞线施工和孔道压浆占着举足轻重的地位,是预应力能否正确建立并达到设计目的的关键,必须严格按设计、规范施工,积累丰富的施工经验应用于实际,以保证其质量。
1、锚、夹具的质量控制        锚具应按设计要求采用,能满足分级张拉、补张拉以及放松预应力的要求。
锚具、夹具进场时,除按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外,还应按下列规定进行验收。
        1.1 外观检查。
从每批中抽取10%的锚具且不少于10套,检查其外观尺寸。
16m空心板梁后张法预应力张拉施工方案及计算书、张拉条件碎强度达到设计强度的85%,且浇注不少于7天后方可进行预应力钢绞线张拉施工。
、张拉方法所有钢绞线均采用两端同时对称张拉。
张拉采用以张拉力控制为主,以伸长量做校验,实际伸长量与理论伸长量的误差控制在6%以内。
如发现伸长量异常应停止张拉,查明原Ho三、张拉程序0一初应力(T0(10%(rcon)一控制应力(Tcon(0.75fpk)一持荷5min一锚固。
张拉顺序为:左N1一右N2一右N1一左N2,钢束应对称交错逐步加载张拉。
四、锚具、钢绞线本工程采用YM15系列锚具。
钢绞线采用小15.2mm钢绞线。
锚具和钢绞线均由厂家出具产品检验书,并送有关检测单位进行检测。
五、钢绞线的穿束钢绞线采用人工编束后,由人工进行穿入,钢绞线采用切断机切断。
预应力钢束明细表如下:预应力钢束明细表板位钢束编P参数计算长度(mm下料长度(mm延伸量(mm束数预应力钢束共长(m)张拉端锚具(套)波纹管总长(m)螺旋筋总长(成中板1m=4156071680748.9233.64*15-430.616.82n=3156571685748.1233.74*15-330.812.1边板1m=4156071680748.9233.64*15-430.616.82n=4156571685748.1233.74*15-430.716.8六、千斤顶、油表千斤顶、油表均经有关检测单位标定,千斤顶的工作架由钢管焊接而成,升降采用倒链进行抬升。
七、张拉操作采用柳州雷姆预应力机械有限公司生产的预应力智能张拉系统进行张拉。
千斤顶张拉进油升压必须缓慢、均匀、平稳,回油降压时应缓慢松开油阀,并使油缸回程到底。
梁端张拉工每张拉到整数时举手示意保持两端千斤顶力争同步工作。
八、实际伸长量的计算和测量初应力数值到达后,应在预应力钢束的两端精确的标以记号,预应力钢束的伸长量从记号起量,张拉力和伸长量的读数应在张拉过程中分阶段读出。
后张法预应力的质量控制在现代建筑工程中,后张法预应力技术因其能够有效提高结构的承载能力、减少裂缝和变形等优点,得到了广泛的应用。
然而,要确保后张法预应力施工的质量,需要对各个环节进行严格的控制。
本文将从材料、施工工艺、预应力筋张拉、孔道压浆等方面详细探讨后张法预应力的质量控制要点。
一、材料质量控制1、预应力筋预应力筋是后张法预应力施工中的关键材料,其质量直接影响到结构的安全性和耐久性。
预应力筋应具有高强度、低松弛等性能,且表面不得有裂纹、油污、锈蚀等缺陷。
在采购预应力筋时,应选择正规厂家生产的产品,并要求厂家提供质量证明书和检验报告。
在入场前,应对预应力筋进行抽样检验,检验项目包括力学性能、尺寸偏差等,确保其质量符合设计要求和相关标准。
2、锚具、夹具和连接器锚具、夹具和连接器是将预应力筋固定在混凝土构件中的重要部件,其性能应符合国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T 14370)的规定。
锚具、夹具和连接器应具有足够的强度、硬度和锚固性能,且与预应力筋的匹配性良好。
在使用前,应对其进行外观检查和硬度检验,如有裂纹、变形或硬度不符合要求的,不得使用。
3、波纹管波纹管是预留预应力孔道的材料,其质量应符合设计要求和相关标准。
波纹管应具有足够的强度和刚度,且密封性良好,不得有孔洞、裂缝等缺陷。
在安装波纹管时,应确保其位置准确、固定牢固,防止在混凝土浇筑过程中发生位移或变形。
二、施工工艺质量控制1、预留孔道预留孔道的位置和尺寸直接影响到预应力筋的布置和张拉效果。
在预留孔道时,应根据设计要求采用合适的方法,如预埋波纹管法、钢管抽芯法、胶管抽芯法等。
预留孔道的中心线应与设计中心线重合,偏差不得超过规定值。
孔道的直径应根据预应力筋的根数和直径确定,且应保证预应力筋能够顺利穿过。
2、混凝土浇筑混凝土浇筑是后张法预应力施工中的重要环节,其质量直接影响到结构的整体性和耐久性。
在浇筑混凝土前,应检查预留孔道的位置和密封性,确保无误。
教你如何后张法预应力张拉计算后张法预应力钢绞线在张拉过程中,主要受到以下两方面的因素影响:一是管道弯曲影响引起的摩擦力,二是管道偏差影响引起的摩擦力;两项因素导致钢绞线张拉时,锚下控制应力沿着管壁向跨中逐渐减小,因而每一段的钢绞线的伸长值也是不相同的。
1、计算公式(1)预应筋伸长值ΔL的计算按照以下公式:ΔL—各分段预应力筋的理论伸长值(mm);Pp—各分段预应力筋的平均张拉力(N);L—预应力筋的分段长度(mm);Ap—预应力筋的截面面积(mm2);Ep—预应力筋的弹性模量(Mpa);(2)《公路桥梁施工技术规范》(JTJ 041-2000)附录G-8中规定了Pp的计算公式P—预应力筋张拉端的张拉力,将钢绞线分段计算后,为每分段的起点张拉力,即为前段的终点张拉力(N);θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,对于圆曲线,为该段的圆心角,如果孔道在竖直面和水平面同时弯曲时,则θ为双向弯曲夹角之矢量和。
设水平角为α,竖直角为β,则θ=Arccos(cosα×cosβ)。
x—从张拉端至计算截面的孔道长度,分段后为每个分段长度。
k—孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数(1/m),管道内全长均应考虑该影响;μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数,只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。
注:a、钢绞线的弹性模量Ep是决定计算值的重要因素,它的取值是否正确,对计算预应力筋伸长值的影响较大。
所以钢绞线在使用前必须进行检测试验,计算时按实测值Ep’进行计算。
b、k和μ是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数,其大小取决于多方面的因素:管道的成型方式、预应力筋的类型、表面特征是光滑的还是有波纹的、表面是否有锈斑,波纹管的布设是否正确,弯道位置及角度是否正确,成型管道内是否漏浆等,计算时根据设计图纸确定。
2、划分计算分段2.1 工作长度:工具锚到工作锚之间的长度,Pp=千斤顶张拉力;2.2 波纹管内长度:计算时要考虑μ、θ,计算一段的起点和终点力。
后张法预应力空心梁板张拉控制技术摘要:后张法预应力张拉控制技术,在桥梁工程中得到广泛应用。
在实施预应力张拉前,必须要做各种检测,符合规范和设计要求后方可施工。
预应力张拉技术,采用应力控制张拉,以伸长值进行校核,即“双控”技术。
本文论述了后张法预应力张拉应力控制和理论伸长值的计算方法,通过实测伸长值与理论伸长值对比,判断预应力的准确性、可靠性、安全性,确保桥梁工程质量。
关键词:后张法预应力张拉控制1 张拉前的检测宜巴高速公路K55+785皂角树特大桥,设计采用抗拉强度标准Fpk=1860mPa,公称直径d=15.20mm的低松弛高强度钢绞线预应力混凝土20m空心梁板,斜交角90度。
横向采用18片先简支后结构连续混凝土梁板,下部采用桩柱式桥墩、钻孔灌注桩基础。
桥台采用肋式桥台、钻孔灌注桩基础,桥长1506.08m。
钢筋混凝土梁板制作完毕,预应力筋孔道成孔后,要在张拉前做各种检测符合规范和设计要求后方可施工。
(1)梁体混凝土强度的检测张拉前,首先对与梁体同条件养护下的混凝土试块进行检测,本桥混凝土设计强度C50,设计要求混凝土强度达到设计强度的85%,且混凝土龄期不小于7天,方可进行张拉,即允许张拉的梁体混凝土强度σ=85%×50=42.5MPa。
该桥梁板1350片,已浇筑完成1200片,经检测7天混凝土强度都满足设计张拉要求。
(2)钢绞线的性能检验本桥设计的预应力筋为Φs15.20高强度低松弛钢绞线,标准强度Fpk=1860MPa。
经检验钢绞线性能指标如表1所示。
由以上数据可得:屈服负荷、破断负荷均符合要求,伸长率大于3.5%,极限抗拉强度大于标准强度。
因此,钢绞线性能满足要求。
(3)锚具的检测经检验,YM15--5锚具检验数据如下:5根钢绞线的平均极限抗拉力之和为273.26×5=1366.3kN,钢绞线锚具组装件实测极限抗拉力为1280.86kN,平均极限总应度ε总=4%,锚具效率系数ηa=0.953。
后张法预应力梁钢铰线张拉控制应力及伸长值计算摘要:预应力张拉是后张法预应力梁施工中的关键工序,其质量的好坏直接影响到结构的安全和耐久性,文章以预应力箱梁为例,详细介绍了预应力张拉施工中各阶段张拉控制应力及钢铰线伸长量计算步骤和方法。
关键词:后张法;预应力混凝土梁;张拉控制应力;伸长值;计算前言近年来,我国交通事业发展迅速,公路桥梁预应力施工技术在交通基本设施建设中得到了充分的运用。
后张法预应力混凝土技术以其能够充分发挥钢筋和混凝土各自的特性;提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性;可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土及无需大型台座和可曲线配筋等优点在工程中得到广泛应用。
预应力施工时张拉控制应力和预应力筋伸长值是控制预应力施工质量的两项关键指标,现已32m后张法预应力箱梁为例,谈谈对张拉控制应力和钢铰线理论伸长值的计算步骤、方法。
1梁结构设计情况及要求1.1实例预应力小箱梁长32m,梁板混凝土标号为C50,箱梁高1.6m,中梁宽2.4m,边梁宽2.85m。
1.2预应力设计情况预应力钢束布置:边跨梁布置为2束5φj15.2和6束6φj15.2钢铰线;中跨梁布置为6束5φj15.2和2束6φj15.2钢铰线。
预应力钢束材料:采用低松驰钢铰线,公称直径15.24(15.20)mm,按设计钢绞线标准强度Ryb=1860N/mm2,弹性模量Es=1.94×105Mpa。
孔道采用预埋金属波纹管成孔。
锚具体系:按设计配筋及《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011,采用钢绞线群锚体系YM15-6或YM15-5体系并选配同型号的锚垫板。
1.3张拉时砼强度按设计要求,需待梁砼达到90%设计强度方可张拉。
顶板负弯矩张拉需待湿接头混凝土强度大于90%且7天以上方可进行。
2预应力施工方法(1)张拉工艺:按设计要求两端同时对称张拉,即采用YDC-150千斤顶二套分别置于梁的两端进行对称张拉。
(2)张拉顺序: N1(左右)--N3(左右)--N2(左右)--N4(左右)。
箱梁后张法预应力张拉施工方案箱梁的预应力施工是桥梁工程中的关键工序,作业时必须严格把关,严格按照设计图纸及规范要求操作。
一、施工方法及工艺流程1、箱梁后张法预应力张拉采用四台千斤顶同位置双束两端同时进行。
2、工艺流程框图箱梁后张法预应力张拉工艺流程框图砼强度检测 钢绞线下料、穿束 张拉至δ0量测伸长值 退顶锚固 张拉至δk 量测伸长值 张拉设备检修 安装千斤顶 孔道压浆二、钢绞线的下料及穿束1、钢绞线下料与编束钢绞线采用符合GB/T5224-1995标准规定的预应力钢绞线。
标准强度R Y b=1860Mpa,钢绞线的下料用砂轮切割机切割,不得采用电弧焊切割。
钢绞线切割时,在每端离切口30~50mm处用铁丝绑扎。
钢绞线下料在保证两端工作长度的前提下做到节约,工作长度确定为每端60cm。
下料后须及时编束、穿束、张拉,以防止在地面放置时间过长造成钢绞线的锈蚀。
具体下料长度见下表:项目编号数量(束)孔道长度(cm)工作长度(cm)下料长度(cm)中跨梁N1 2×5 1968.5 2×60 2088.5 N2 2×4 1963.6 2×60 2083.6 N3 2×4 1969.7 2×60 2089.7边跨梁N1 2×5 1968.5 2×60 2088.5 N2 2×5 1963.6 2×60 2083.6 N3 2×4 1969.7 2×60 2089.7钢绞张编束用铁丝先逐一绑扎,再捆绑成束。
铁丝扣向里,间距1~1.5m。
编束时应先将钢绞线理顺,并使各根钢绞线松紧一致。
在每单束钢绞线两头标上编号,用透明胶缠裹,在张拉时按编号张拉,防止钢绞线交叉张拉发生事故。
2、穿束方法钢绞线采用整束穿。
穿束工作由人工进行。
穿束时钢束的前端扎紧套上套筒并裹胶布,以便顺利通过孔道。
二、钢绞线的张拉1、预应力钢绞线张拉前,应有构件混凝土的强度试压报告。
后张法预应力箱梁智能控制张拉施工工艺◎ 彭伟 中铁十一局集团第一工程有限公司摘 要:在桥梁工程施工过程中,后张法预应力箱梁是一种常用的结构。
在进行箱梁智能张拉施工时,对施工技术要求比较高,施工控制难度比较大,如果控制不到位很容易导致混凝土构件中出现裂缝,影响桥梁的整体质量。
文章以实际工程为例,首先对后张法预应力箱梁的施工原理和特点进行了分析,然后对后张法预应力箱梁张拉智能控制进行了探讨,保证箱梁施工质量达到了设计要求。
关键词:后张法预应力箱梁 智能控制 千斤顶安装1.工程概况K13+898处跨越三屯河,桥梁引桥上部采用装配式预应力混凝土连续箱梁,主桥上部结构采用(65+3×110+65)m连续刚构;下部结构为空心薄壁墩。
圆柱墩、柱式台,基础为桩基础,桥梁全长708m。
河道走向与桥梁交角为90°,主河道宽40m,深1.5m,冬季河道内水流结冰,河道两侧山体走势较陡。
桥址处为山前洪积地貌,地形相对平缓,起伏不大,其冲沟均能出露卵砾石等,冲沟两侧为大面积洪积扇积,地面标高788.01~859.79m,相对高差约72m。
因桥址所处区域有效施工时间较短,工期十分紧张;桩基为大口径、超长桩桩基,主墩直径为2.0m,桩基最深可达51m,地层为卵石层,施工较困难;主墩墩身最高60m,每个承台4个墩身,合理进行施工组织是施工的难点;主墩承台砼方量为1240m3,承台大体积混凝土供应、浇注、温控等均是本工程的施工难点;主跨部分跨度大、施工工况多,梁体的线形控制是施工的难点。
2.工艺原理张拉智能控制的过程中,钢绞线的伸长量以及张拉力值都是由数字显示仪直接显示,这样大大改善了钢绞线伸长量由人为测量存在的误差以及油表度数误差。
数字显示仪将接收来的数据向系统主机进行传输后,完成分析和判断。
执行系统命令的是智能张拉仪,可适时地调整变频电机的工作参数。
这样既能满足油泵电机高精度转速的需求,进一步控制加载速度以及张拉力,不需再凭借人工进行现场数据的采集,人工计算伸长量以及施加力,判断结果更为直观。
浅谈30m小箱梁后张法预应力张拉计算与应力控制摘要预应力筋张拉是预应力箱梁预制的控制环节,通常采用预应力筋的张拉应力和伸长量双控的方法来进行控制校核,在实际工作中首先需要通过张拉计算出张拉应力下对应预应力筋的理论伸长量从而在施工中与实际伸长量比较来指导施工,本文结合工程实际,介绍分段进行预应力张拉计算,同时介绍预应力张拉控制要点。
关键词张拉应力伸长量计算张拉应力控制1 工程概况(1)跨径30m的预应力混凝土简支连续箱梁,梁体高度1.6m,宽度2.4m,采用C50混凝土,(2)钢绞线规格:采用高强低松驰钢绞线Φs15.2规格,标准强度Rby=1860Mpa,公称截面面积140mm2,弹性模量根据检测报告取Ep=×105Mpa。
钢束编号从上到下依次为N1、N2、N3、N4,其中:中跨梁:N1为5Φs15.2,N2、N3、N4为4Φs15.2;边跨梁:N1、N2、N3为5Φs15.2,N4为4Φ;(3) 根据施工设计图钢绞线张拉控制应力按75%控制,即σcon=1860×75%=1395Mpa,单股钢绞线张拉吨位为:P=1395×××4=781.2KN,采用两端张拉,夹片锚固。
(4) 箱梁砼强度达到90%以上时方可施张,张拉顺序N1、N3、N2、N4钢束。
(5) 根据规范要求结合现场施工经验,为了有效控制张拉过程中出现异常情况,分级进行张拉:0~15%(测延伸量)~30%(测延伸量)~100%(测延伸量并核对)~(持荷2分钟,以消除夹片锚固回缩的预应力损失)~锚固(观测回缩)。
2 油压表读数计算(1)根据千斤顶的技术性能参数,结合计量测试研究院检定证书检定结果所提供的线性方程,计算实际张拉时的压力表示值Pu:前端:千斤顶型号:YCYP150型编号:003 油压表编号:后端:千斤顶型号:YCYP150型编号:906066 油压表编号:.651(2) 钢束为5股钢绞线张拉至15%控制应力时油压表读数计算:ApEpPpL 前端油压表读数: Pu=0.032540×=0.032540×8=5.2Mpa 后端油压表读数: Pu=0.032690×=×=Mpa 张拉至30%控制应力时油压表读数计算:前端油压表读数: Pu=0.032540×=0.032540×298=Mpa后端油压表读数:Pu=×=×292.95-0.15=9.4 Mpa 张拉至100%控制应力时油压表读数计算:前端油压表读数: Pu=0.032540×=0.032540×976.5+0.38=32.2Mpa 后端油压表读数: Pu=×=×976.5-0.15=31.8 Mpa (3) 钢束为4股钢绞线张拉至15%控制应力时油压表读数计算:前端油压表读数: Pu=0.032540×=0.032540×117.18+0.38=4.2Mpa 后端油压表读数: Pu ×=×117.18-0.15=3.7Mpa 张拉至30%控制应力时油压表读数计算:前端油压表读数: Pu=0.032540×F+=0.032540×390.6+0.38=13.1Mpa 后端油压表读数: Pu ×=×390.6-0.15=12.6Mpa 张拉至100%控制应力时油压表读数计算: 前端油压表读数: Pu=0.032540×=0.032540× 后端油压表读数: Pu ×=× 3 伸长量计算(1) 预应力筋的理论伸长△L (mm )按下式计算: L=式中:Pp-预力筋的平均张拉力为(N ),直线筋取张拉端的拉力,两端张拉的曲线筋,计算方法见曲线段预应力筋平均张拉力:L=预应力筋的长度(mm )Ap=预应力筋的截面面积(mm 2):取140 Ap=预应力筋的弹性模量(N/mm 2×105Mpa 曲线段预应力筋平均张拉力按下式计算: Pp=P (1-e-(kx+μθ))/(k x +μθ)式中:Pp-预应力筋平均张拉力(N ); P-预应力筋张拉端的张拉力(N );x-从张拉端至计算截面的孔道长度(m);θ-从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);k-孔道每米局部偏差对磨擦的影响系数,取0.0015;μ注:预应力筋为直线时Pp=P(2)伸长量采用分段终点力计算方法:例如AB段,A端的力为P(A),则B端的力为P(B)=2×P(A)×(1-e-(kx+μθ))/(k x +μθ)-P(A);分段伸长量计算△L方法:例如AB段,A端的力为P(A),长量计算△L=(P(A)+ P(B))/(Ep×Ap×2N),其中N现已一片箱梁(边跨)中N1钢束为例计算伸长量:N1 第一段AB=m 第二段BC=5/180×4500π=m第三段CD=m θ=5ON1 第一段张拉端张拉力P=1860×140×5×0.75=976.5(KN)θ=0.663-3.926=8.219(m)kx+μθe-(kx+μθ)Pp××2-976.5=964.31(KN)△L1=(964.31+976.5)/2×1000×8.219)/(140××5×105N1 第二段θ=5×π/180=0.8727(rad)x=3.926(m)kx+μθe-(kx+μθ)Pp×2×(1-0.9752262)/0.0250844-964.31=940.12(KN)△L2=(964.31+940.12)/2×1000×3.926)/(140×5××105N1第三段θ=0x=2.263(m)kx+μθe-(kx+μθ)=Pp×2×(1-0.9960139)/ 0.0039945-940.12=936.18(KN)△L3=(936.18+940.12)×1000×2.663)/(140×5×1.95×105N1理论伸长量为(△L1+△L2+△L3)×2=208mm4 张拉控制预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长量进行校核实际伸长量与理论伸长量的差值应符合设计要求,设计无规定时,实际伸长量与理论伸长值的差值应控制在6%以内,否则应暂停张拉,查明原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉。
专项施工方案审批表承包单位:合同号:工程箱梁张拉伸长量计算书工程项目部二0一五年十二月七日工程25m箱梁预应力张拉伸长量计算1 工程概况(1)跨径25m的预应力混凝土简支连续箱梁,梁体高度1.4m,宽度2.4m,采用C50混凝土,(2)钢绞线规格:采用高强低松驰钢绞线Φs15.2规格,标准抗拉强度fbk=1860Mpa,公称截面面积140mm2,弹性模量根据试验检测报告要求取Ep=1.93×105Mpa。
钢束编号从上到下依次为N1、N2、N3、N4,其中:中跨梁:N1为4Φs15.2,N2、N3、N4为3Φs15.2;边跨梁:N1、N2、 N3为4Φs15.2, N4为3Φs15.2;(3) 根据施工设计图钢绞线张拉控制应力按75%控制,即σcon=1860×75%=1395Mpa,单股钢绞线张拉吨位为:P=1395×140=195.3KN,3股钢绞线张拉吨位为:F=195.3×3=585.9KN,4股钢绞线张拉吨位为:F=195.3×4=781.2KN,采用两端张拉,夹片锚固。
(4) 箱梁砼强度达到90%以上且养护时间不少于7d时方可张拉,张拉顺序N1、N3、N2、N4钢束。
(5) 根据规范要求结合现场施工经验,为了有效控制张拉过程中出现异常情况,分级进行张拉:0~15%(测延伸量)~30%(测延伸量)~100%(测延伸量并核对)~(持荷2分钟,以消除夹片锚固回缩的预应力损失)~锚固(观测回缩)。
2 油压表读数计算(1)根据千斤顶的技术性能参数,结合合肥工大共达工程检测试验有限公司检定证书检定结果所提供的线性方程,计算实际张拉时的压力表示值Pu:千斤顶型号:YC150型编号:1 油压表编号:yw08007229 回归方程:Y=0.03377X+1.18千斤顶型号:YC150型编号:2 油压表编号:yw05049806 回归方程:Y=0.03335X+0.51千斤顶型号:YC150型编号:3 油压表编号:yw07023650 回归方程:Y=0.03358X+0.84千斤顶型号:YC150型编号:4 油压表编号:yw05049788 回归方程:Y=0.03367X+0.01(2) 钢束为3股钢绞线张拉至10%控制应力时油压表读数计算:1千斤顶,yw08007229油压表读数:Pu=0.03377X+1.18=0.03377×585.9*10%+1.18=3.2Mpa 2千斤顶,yw05049806油压表读数:Pu=0.03335X+0.51=0.03335×585.9*10%+0.51=2.5Mpa 3千斤顶,yw07023650油压表读数:Pu=0.03358X+0.84=0.03358×585.9*10%+0.84=2.8Mpa 4千斤顶,yw05049788油压表读数:Pu=0.03367X+0.01=0.03367×585.9*10%+0.01=2.0Mpa 张拉至20%控制应力时油压表读数计算:1千斤顶,yw08007229油压表读数:Pu=0.03377X+1.18=0.03377×585.9*20%+1.18=5.1Mpa 2千斤顶,yw05049806油压表读数:Pu=0.03335X+0.51=0.03335×585.9*20%+0.51=4.4Mpa 3千斤顶,yw07023650油压表读数:Pu=0.03358X+0.84=0.03358×585.9*20%+0.84=4.8Mpa 4千斤顶,yw05049788油压表读数:Pu=0.03367X+0.01=0.03367×585.9*20%+0.01=4.0Mpa 张拉至100%控制应力时油压表读数计算:1千斤顶,yw08007229油压表读数:Pu=0.03377X+1.18=0.03377×585.9*100%+1.18=21.0Mpa2千斤顶,yw05049806油压表读数:Pu=0.03335X+0.51=0.03335×585.9*100%+0.51=20.0Mpa 3千斤顶,yw07023650油压表读数:Pu=0.03358X+0.84=0.03358×585.9*100%+0.84=20.5Mpa 4千斤顶,yw05049788油压表读数:Pu=0.03367X+0.01=0.03367×585.9*100%+0.01=19.7Mpa (3) 钢束为4股钢绞线张拉至10%控制应力时油压表读数计算:1千斤顶,yw08007229油压表读数:Pu=0.03377X+1.18=0.03377×781.2*10%+1.18=3.8Mpa 2千斤顶,yw05049806油压表读数:Pu=0.03335X+0.51=0.03335×781.2*10%+0.51=3.1Mpa 3千斤顶,yw07023650油压表读数:Pu=0.03358X+0.84=0.03358×781.2*10%+0.84=3.5Mpa 4千斤顶,yw05049788油压表读数:Pu=0.03367X+0.01=0.03367×781.2*10%+0.01=2.6Mpa张拉至20%控制应力时油压表读数计算:1千斤顶,yw08007229油压表读数:Pu=0.03377X+1.18=0.03377×781.2*20%+1.18=6.5Mpa 2千斤顶,yw05049806油压表读数:Pu=0.03335X+0.51=0.03335×781.2*20%+0.51=5.7Mpa 3千斤顶,yw07023650油压表读数:Pu=0.03358X+0.84=0.03358×781.2*20%+0.84=6.1Mpa 4千斤顶,yw05049788油压表读数:Pu=0.03367X+0.01=0.03367×781.2*20%+0.01=5.3Mpa张拉至100%控制应力时油压表读数计算:1千斤顶,yw08007229油压表读数:Pu=0.03377X+1.18=0.03377×781.2*100%+1.18=27.6Mpa 2千斤顶,yw05049806油压表读数:Pu=0.03335X+0.51=0.03335×781.2*100%+0.51=26.6Mpa 3千斤顶,yw07023650油压表读数:Pu=0.03358X+0.84=0.03358×781.2*100%+0.84=27.1Mpa 4千斤顶,yw05049788油压表读数:Pu=0.03367X+0.01=0.03367×781.2*100%+0.01=26.3Mpa3 伸长量计算(1)预应力筋的理论伸长△L(mm)按下式计算:L=式中:Pp-预力筋的平均张拉力为(N),直线筋取张拉端的拉力,两端张拉的曲线筋,计算方法见曲线段预应力筋平均张拉力:L=预应力筋的长度(mm)Ap=预应力筋的截面面积(mm2):取140Ep=预应力筋的弹性模量(N/mm2)。
取EP=1.977×105Mpa曲线段预应力筋平均张拉力按下式计算:Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(k x +μθ)式中:Pp-预应力筋平均张拉力(N);P-预应力筋张拉端的张拉力(N);x-从张拉端至计算截面的孔道长度(m);θ-从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);k-孔道每米局部偏差对磨擦的影响系数,取0.0015;μ-预应力筋与孔道管壁的磨擦系数,取0.25注:预应力筋为直线时Pp=P(2)伸长量采用分段终点力计算方法:例如AB段,A端的力为P(A),则B端的力为P(B)=2×P(A)×(1-e-(kx+μθ))/(k x +μθ)-P(A);分段伸长量计算△L方法:例如AB段,A端的力为P(A),B端的力为P(B),则AB 端的分段伸长量计算△L=(P(A)+ P(B))/2×L/(Ep×Ap×N),其中N为钢绞线的根数。
箱梁(中跨)中N1钢束计算伸长量:N1 第一段AB=8.391m 第二段BC=5/180×40000π=3.491m第三段CD=0.907m θ=5ON1 第一段张拉端张拉力P=1860×140×4×0.75=781.2(KN)θ=0x=8.341(m)kx+μθ=0.0125865e-(kx+μθ)=0.987492Pp=781.2×(1-0.987492)/0.0125865×2-781.2=771.46(KN)△L1=(771.46+781.2)/2×1000000×8.341/(140×1.93×105×4)=59.92mm N1 第二段θ=5×π/180=0.08726646(rad)x=3.491(m)kx+μθ=0. 027053e-(kx+μθ)=0.9733097Pp=771.46×2×(1-0.9733097)/0.027053-771.46=750.77(KN)△L2=(750.77+771.46)/2×1000000× 3.491)/(140× 1.93×105*4)=24.58mmN1第三段θ=0x=0.907(m)kx+μθ=0.0013605e-(kx+μθ)=0.9986404Pp=750.77×2×(1-0.9986404)/ 0.0013605-750.77=749.78(KN)△L3=(749.78+750.77)/2×1000000×0.907)/(140×4×1.93×105)=6.30mmN1理论伸长量为(△L1+△L2+△L3)×2=(59.92+24.58+6.3)*2=181.6mm 附:N1、N2、N3、N4钢束详细计算表4 张拉控制预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长量进行校核实际伸长量与理论伸长量的差值应符合设计要求,设计无规定时,实际伸长量与理论伸长值的差值应控制在6%以内,否则应暂停张拉,查明原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉。
预应力筋张拉时,应先调整到初应力σ,该初应力为张拉控制应力σcon的10%,伸长量从初应力时开始测量。
预应力筋的实际伸长值除量测的伸长之外,必须加上初应力以下的推算伸长值。